- Turbo punjač povećava snagu i efikasnost pretvarajući izduvne gasove u kompresovani vazduh.
- Istorijski razvoj: Büchi 1905, automobil 1962, danas dominira industrijom.
- Delovi imaju fiksnu ili promenljivu geometriju, uz zaštitu wastegate.
- Pravilna nega i prilagođavanje smanjuju kvarove i produžavaju trajanje turbina.
Intro Turbo turbina, poznata i kao turbo ili turbopunjač, predstavlja jednu od ključnih inovacija u automobilskoj industriji. Ovaj sistem pretlivanja omogućava veći izlaz snage uz bolju efikasnost i, uz to, češće manju potrošnju goriva. U savremenim uslovima sve oštrijih emisija i tendencije downsizinga, razumevanje načina rada turbina i pravilnog održavanja postaje ključno za svakog vozača.
U nastavku se razmatra istorijski razvoj, princip rada, konstrukcija i komponentne turbine, prednosti, uzroci kvara, simptomi i preporuke za ispravnu negu kako bi turbina trajala što duže.
Istorijski razvoj turbo punjača u automobilima
Turbo punjač je prvi put predložen 1905. godine od strane švajcarskog inženjera Alfreda Büchi-ja i time postao ključna ideja za buduće motore sa internim sagorevanjem.
U komercijalnoj industriji turbokompresori su dobili širu primenu početkom 1925. godine, povećavajući snagu motora za otprilike 40%. U početku su turbopunjači bili primenjeni na velike motore — brodskim dizel motorima, lokomotivama i motorima aviona nekoliko godina kasnije.
Prve primene u automobilima
Turbina je prvi put razvijena za automobile 1962. godine, od strane General Motorsa, za Chevrolet i Oldsmobile Jetfire. Ovi modeli su povučeni iz proizvodnje godinu dana kasnije zbog problematične pouzdanosti.
Godine 1973. BMW je implementirao prvu masovnu proizvodnu automobilsku turbu, opremljenu turbopunjačem — BMW 2002. Drugi proizvođači su počeli da nude benzin automobile sa turbo motorima.
Zbog visoke potrošnje goriva i poznatog fenomena turbo-laga, koji predstavlja odloženi odziv turbine, turbo-motori su nestajali od nekih par godina, iako su bili snažniji u odnosu na atmosferske motore.
Renesansa turbine u savremenoj eri
Vremenom je popularnost turbine u automobilizmu rasla, bez obzira na to da li se radi o motorima sa kompresijom ili sa iskričkom paljenjem. Danas su turbine dominantne u auto industriji, pa mnogi proizvođači više ne nude atmosferske motore.
Šta je i kako funkcioniše turbina auto
Turbina, poznata i kao turbo ili turbopunjač, je agregat koji koristi deo gasova izduvnih gasova motora. Kontroliše se ventila westgate putem elektronskog upravljačkog sistema vozila i štiti čitav sklop motora od preopterećenja.
Princip rada:
- Povećanje snage motora iskorišćavanjem energije gasova izgaranja
- Kompresovanje vazduha koji ulazi u motor
- Povećanje pritiska u usisnom delu i, posljedično, snage motora
- Povećanje maksimalnog pritiska u komori za sagorevanje
Prilagođavanja potrebna za turbo motore
Za pravilno funkcionisanje sa turbom, motor mora biti prilagođen na viša termička i mehanička opterećenja:
- Motor je pod povećanim termičkim i mehaničkim opterećenjem
- Veće performanse uz višu potrebu za održavanjem
- Složeniji sistem koji zahteva dodatnu negu
Turbo punjači se dele na dve velike grupe: sa geometrijom fiksnom i sa geometrijom promenljivom.
Konstrukcija i komponente turbine
Turbo punjač se sastoji od osovine, gde je jedan kraj rotor kompresora, a drugi kraj rotor turbine.
Hladna strana - kompresor
Ove komponente su smeštene u kućište tipa „štep“ (melc) od aluminijuma na strani kompresora. Hladna strana turbopunjača ima:
- Relativno niske temperature vazduha
- Čistiju, manje zagađenu stranu turbopunjača
- Odgovorna je za kompresovanje vazduha koji ulazi u motor
Tapa „topla“ - turbina
Na toploj strani gasovi dostižu visoke temperature, čak do 1000°C. Ovaj delovi koristi:
- Za otporan materijal, često livena želja
- Za tamniju i nečistiju stranu turbine
- Za hvatanje energije iz izlaznih gasova
Prednosti ugradnje turbine
Prednosti su mnoge i proverljive danas:
Ekološke i performansne prednosti
- Niže emisije — usklađenost sa sve strožim standardima
- Povećana snaga motora — više snage uz manju zapreminu
- Brža akceleracija — bolji odgovor na gas
- Veći okretni moment — dostupan pri niskim obrtajima
- Smanjena potrošnja goriva — bolja energetička efikasnost
- Downsizing — smanjenje ukupnog obima cilindra
Glavni uzroci kvara turbine
Turbo punjač je dizajniran da traje puno vremena, ali kvarovi su često posledica drugih tehničkih problema ili neadekvatnog održavanja.
Nepravilne intervencije
Loše obavljeno preradi parametara motora radi povećanja snage ili smanjenja potrošnje može izazvati:
- Preveliki boost u turbini
- Značajno skraćivanje životnog veka
- Prekoračenje fabričkih granica za okretaje osovine
- Visoke temperature i nedovoljno podmazivanje
Prodiranje stranih tela
Još jedan uzrok kvarova turbine je prodiranje stranih tela u kućište turbine ili kompresora. Čak i objekti manjeg formata, pri visokoj brzini vrtnje turbinske osovine (100.000-280.000 rot/min), uzrokuju:
- Defekte na lopaticama turbopunjača
- Neizbalansiranost rotirajućeg sklopa
- Nepovratno oštećenje komponenti
Na strani kompresora, kontaminacije ulaza dolaze kroz:
- Defektan, neispravan ili začepljen vazdušni filter
- Zanemarivanje periodičnog servisa
Na strani turbine, mogu ući:
- Nečistoće iz sistema izduvnih gasova
- Oštećeni brtvni materijali
Problemi sa podmazivanjem i uljem
Nepravilno snabdevanje uljem može biti uzrokovano:
- Korišćenje neodgovarajućeg ulja — netačne specifikacije
- Kvara pumpe za ulje — niska pumpa
- Nizak nivo ulja — smanjen pritisak ulja
- Ulje kontaminirano — loša šema podmazivanja
Ovi problemi doprinose:
- Preuranjeno starenje komponenti turbopunjača
- Zatezanje turbine
- Moguće oštećenje ležajeva (aksijalnih i radijalnih)
- Povećanje trenja i temperatura
Problemi u izduvnom sistemu
Drugi mogući uzrok je začepljen izduvni sistem, izazvan:
- Zapušćenim filterom čestica
- Zapušenim katalizatorom
- Povećanim otporom u izduvnom sistemu
Simptomi kvar turbine
Gubitak snage bez dima
Jedan znak može biti gubitak snage bez vidljivog dima, tipičan kada geometrija turbine sa promenljivom geometrijom bude blokirana. U tom slučaju se proveravaju:
- Uzrok blokiranja geometrije promenljive
- Aktuator vakuum ili elektronski
- Sistem kontrole turbine
Gubitak snage uz dim
Kada gubitak snage prati dim, proveravaju se:
- Put usisavanja
- Intercooler (puknut ili oštećen)
- Creva pritiska (lažni vazduh)
- EGR ventil (zatačen ili otvoren)
- Korpus turbine (pregrejan)
Razlozi za gubitak snage uz crni dim
- Problemi sa napajanjem ili loše podešavanje
- Ugrađeni ili zaprljani injektori
- Deregulisana pumpa za injekciju
- Istrošena motorna komponenta — segmeti, sedenje ventila, cilindraši
Plavi dim - znak naprednog habanja
Kada motor emituje plavi dim, uzroci su često:
- Problemi na strani usisa
- Otpornost na ispuh
- Gubici na turbini
- Začepljen sistem protoka ulja iz ležaja
- Zaprljani rotor kompresora
- Istrošeni segmenti brtvila
Hitna situacija - pukla turbina
Ako na ispušnom cijevima primijetite beli, gusti dim uz naglo ubrzanje, to obično znači da je turbina pukla:
U tom slučaju:
- Osovina turbopunjača se lomi
- Sav uljni fluid prolazi kroz turbinu i izbija na izduv
- Došlo je do samozapaljenja ulja
- Motor se hrani uljem i ne zaustavlja se
Hitna rešenja:
- Zatvoriti usisnu granu krpom – „utočivanje“ motora
- Prelazak u poslednju stepenicu (samo ručni menjač) – otpustiti kvačilo i naglo pritisnuti kočnicu
Šum turbine - uzroci i značenje
Svaki turbopunjač koji pravi zvuk tokom ubrzavanja treba da budi oprez, osim ako nemamo BOV ventil (blow off).
BOV ventil – normalan zvuk
BOV ventil je sistem oslobađanja pritiska prisutan kod turbo motora kako bi:
- Dalo poseban zvuk pri menjavanju stepeni
- Sprečio uzrastanje impelera kompresora
- Smanjio habanje turbine i motora
Nepravilni šum turbopunjača
Ako se tokom ubrzavanja iznenada čuje šum, to nije za ignorisanje:
- Ako zvuk nije postepen već iznenadan
- Ako zvuk preraste u jak zvižduk, turbine su blizu kraja
Boost leak – gubitak pritiska
Nije uvek šum turbine iz turbine. Na usisnom putu možemo imati:
- Labav ili pukao crevo (boost leak)
- Gubitke vazduha – motor „vuče lažni vazduh“
- Istovremeni gubitak snage
- Lako se proverava vizuelno
Ispravna nega turbine
Pri pokretanju motora
Pokretanje motora traje oko 4-12 sekundi dok se ulje ne rasporedi iz motora u turbinu:
- Izbegavajte odmah pokretanje vozila u pokretu
- Sačekajte formiranje uljne film
- Izbegavajte nagla ubrzanja
- Održavajte niske obrtaje prvih minuta (ispod 2500-3000 rpm)
Važnost temperature ulja
Parametri ulja variraju kada je motor hladan:
- Ulje je gušće i teže pruža optimalno podmazivanje
- Ulje mora dostići radnu temperaturu
Nisu sva vozila opremljena senzorom temperature ulja. Pratite temperaturu rashladne tečnosti:
- Da dostigne radnu temperaturu (85-95°C)
- Sačekajte nekoliko minuta za dodatno zagrevanje ulja
- Ulje se zagreva sporije od antigela
Ispravna upotreba
U normalnoj vožnji najveće habanje nastaje usled termičkih opterećenja – razlike temperatura tokom pokretanja i gašenja motora.
Prevencija habanja:
- Izbegavajte naglo ubrzanje pri niskim obrtajima
- Nakon 2000-2200 rpm možete potpuno ubrzati
- Poštujte uslove zagrevanja motora
Hlađenje posle napora
Hlađenje turbine je veoma bitno:
- Posle dužih vožnji
- Posle intenzivne vožnje
- Ostavite auto da radi na leru najmanje 5 minuta
- Ulje na višoj temperaturi ima ulogu i u hlađenju
Prevencija zapušenja
Umerena vožnja sub-turatima može da forci turbinu. Urban vožnja podstiče zapušenje turbine:
- Jednom ili dvaput sedmično izađite na otvorene trase
- Održavajte visoke okretaje (4000-6000 rpm, u zavisnosti od motora)
- Bar 20 sekundi
- Smanjiti nakupljanje kalamina unutar turbine
- Očistite turbopunjač i produžite životni vek
Garancije za popravke turbine
Pri popravci ili zameni turbine potražite usluge koje nude:
- Kvalifikovano osoblje u ovoj oblasti
- Najmoderniju opremu za dijagnostiku
- Iskustvo u domenu turbo punjača
- Garanciju na rad 12 meseci, bez ograničenja pređenih kilometara
- Brzu isporuku delova
Ispravna nega turbine predstavlja najbolju investiciju za performanse i dugotrajnost motora. Pridržavanjem ovih preporuka, postići ćete pouzdanu turbinu tokom celog životnog veka vozila.